Profs am Rhein-Ahr-Campus Remagen

Die Beton-Scanner

Entwickeln und erforschen das neue Laserverfahren: (v.l.) Professor Georg Ankerhold, Professor Peter Kohns und die Doktoranden Thomas Dietz und Anne-Sophie Rother. FOTO: HOCHSCHULE KOBLENZ

Entwickeln und erforschen das neue Laserverfahren: (v.l.) Professor Georg Ankerhold, Professor Peter Kohns und die Doktoranden Thomas Dietz und Anne-Sophie Rother. FOTO: HOCHSCHULE KOBLENZ

REMAGEN. Zwei Professoren aus Bonn entwickeln am Rhein-Ahr-Campus in Remagen ein neues System zur Kontrolle maroder Brücken. Das ist deutlich effizienter als bisherige, aufwendige Verfahren.

Marode Brücken, die aufwendig saniert werden müssen, sind in den letzten Jahren nicht nur bei Straßenbaubehörden und Berufspendlern ein Dauerthema. Doch woran erkennt man, welche dieser vor allem aus der Nachkriegszeit stammenden Bauwerke vorrangig erneuert werden müssen? Mit einem neuartigen Verfahren erarbeitet zurzeit ein Wissenschaftlerteam am Rhein-Ahr-Campus der Hochschule Koblenz eine Methode, mit der Fachleute zukünftig genauer, schneller und kostengünstiger den Zustand eines sanierungsbedürftigen Betonbauwerkes bestimmen können.

Die Lasermolekülspektoskopie ermöglicht es, den Korrosionsprozess – meist verursacht durch das Eindringen von Winterdienst-Streusalzen – besser einschätzen und damit den Zustand der Bausubstanz genauer beurteilen zu können. Mit den so gewonnen Informationen können Bauingenieure und Statiker schon bald Rückschlüsse auf die noch zu erwartende Lebensdauer der Brücke treffen.

Ein wichtiger Projektpartner ist die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die von der eingesetzten Technik im Rahmen des Kooperationsprojektes „Molekül-LIBS“ schon heute überzeugt ist und unter anderem die notwendigen Materialproben zur Verfügung stellt. Erste Untersuchungsergebnisse zu diesem vielversprechenden Ansatz wurden von Professor Georg Ankerhold und Professor Peter Kohns vom Fachbereich Mathematik und Technik am Rhein-Ahr-Campus bereits auf internationalen Konferenzen, etwa in Peking und in Bologna präsentiert.

Bislang ist es sehr aufwendig, den Zustand eines Betonbauwerks zu prüfen, denn dafür muss man in der Regel bis zu 100 Bohrkerne entnehmen, mahlen und dann in einer langwierigen chemischen Untersuchung den Chlorgehalt dieses Gemischs ermitteln. Trotz des großen Aufwandes ist dieses Verfahren ungenau. „Maßgeblich ist nur der Chloranteil im eigentlichen Beton. In das Messergebnis fließt aber auch der Chlorgehalt in den ebenfalls enthaltenen Steinen ein, der jedoch keinen Einfluss auf die Tragfähigkeit des Bauwerks hat“, erläutert Professor Ankerhold. Bei dem neuen Verfahren werden nur wenige Bohrkerne an sensiblen Stellen des Bauwerks entnommen und der Länge nach durchgeschnitten. Auf der dabei entstandenen Schnittfläche setzt dann der Laser-Scanner an und untersucht den Zustand der Probe Zentimeter für Zentimeter.

„Durch das tragbare Lasersystem, das in einen Industriekoffer passt, können Messungen künftig vor Ort durchgeführt werden und werden dadurch nicht nur schneller, sondern auch kostengünstiger“, hebt Kohns, Studiengangsleiter für Optik und Lasertechnik am Rhein-Ahr-Campus, einen wesentlichen Vorteil des neuen Verfahrens hervor. Die Methode liefere im Vergleich zu bisherigen Methoden unverfälschte Messergebnisse und lässt Rückschlüsse zu, wie tief das Salz bereits in den Beton vorgedrungen ist.

In den letzten anderthalb Jahren haben sich einige Studentinnen und Studenten der Optik und Lasertechnik bereits in ihren Bachelor- und Masterarbeiten mit diesem Forschungsprojekt befasst. Doktorandin Anne-Sophie Rother und Doktorand Thomas Dietz promovieren über das Thema und unterstützen die Professoren bei ihrer Arbeit.

Gefördert wird das industrienahe Forschungsprojekt durch das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). „Uns ist der Anwendungsbezug der Forschung wichtig“, betont Ankerhold, der in einem früheren Projekt mit seiner Technik auch schon archäologische Fundstücke der Römervilla am Silberberg in Bad Neuenahr-Ahrweiler untersuchen konnte. „Da nahezu alle Betonbrücken heutzutage sanierungsbedürftig sind, ist es umso wichtiger, schnell und kostengünstig zu ermitteln, wo der Bedarf am dringendsten ist.“

Auch auf Gebäude, die im oder direkt am Wasser stehen, sei das neue Verfahren anwendbar. Dabei müsste allerdings der Gehalt der Sulfate im Beton gemessen werden. „Das ist viel schwieriger als das Verfahren, das wir jetzt gerade entwickeln“, weiß Kohns. Aber reizen würde ihn das schon: „Das wäre dann die nächste Herausforderung für uns.“